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第一章原子结构与性质单元检测（含解析新人教版选修3）
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,每小题只有一个正确选项)
1.下列有关电子云的叙述中,正确的是( )
A.电子云形象地表示了电子在核外某处单位体积内出现的概率
B.电子云直观地表示了核外电子的数目
C.1s电子云界面图是一个球面,表示在这个球面以外,电子出现的概率为零
D.电子云是电子绕核运动形成了一团带负电荷的云雾
解析:为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况,人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小:点密集的地方,表示电子出现的概率大;点稀疏的地方,表示电子出现的概率小,这就是电子云。1s电子云界面以外,电子出现的概率(几率)不为零,只是出现的概率很小。
答案:A
2.下列说法正确的是( )
A.氢光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱之一
B.“量子化”就是不连续的意思,微观粒子运动均有此特点
C.玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱,而且还推广到其他原子光谱
D.原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着
解析:A项氢光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱。C项玻尔理论成功地解释了氢原子光谱,但对解释多电子原子的光谱却遇到困难。D项原子中电子没有确定的半径,原子半径是电子运动出现的“区域”。
答案:B
3.下面的电子结构中,第一电离能最小的原子可能是( )
A.ns2np3 B.ns2np5
C.ns2np4 D.ns2np6
解析:电子结构为ns2np3的原子,p轨道半充满,为稳定状态,不易失去电子;电子结构为ns2np6的原子,p轨道全充满,为稳定状态,不易失去电子;B、C选项相 比,电子结构为ns2np4的原子,失去一个电子后p轨道达到半充满稳定状态,更容易失去电子。
答案:C
4.元素的性质呈现周期性变化的根本原因是( )
A.原子半径呈周期性变化
B.元素的化合价呈周期性变化
C.第一电离能呈周期性变化
D.元素原子的核外电子排布呈周期性变化
解析:原子结构决定元素的性质,元素的性质(原子半径、化合价、电负性、第一电离能、金属性、非金属性)的周期性变化是因为原子核外电子排布呈现周期性变化。
答案:D
5.下列各组指定的元素,不能形成AB2型化合物的是( )
A.2s22p2和2s22p4
B.3s23p4和2s22p2
C.3s2和3s23p5
D.3s1和3s23p5
解析 :A项为C和O,能形成CO2;B项S和C,能形成CS2;C项为Mg和Cl,能形成MgCl2;D项为Na和Cl,能形成NaCl。
答案:D
6.X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有相同的电子层结构,下列叙述正确的是( )
A.原子序数:X<Y B.原子半径:X<Y
C.离子半径:X>Y D.电负性:X<Y
解析:具有相同电子层结构的离子,阳离子对应的原子比阴离子对应的原子多一个电子层。所以原子序数:X>Y,原子半径:X>Y,离子半径:X<Y。X为金属元素,Y为非金属元素,电负性:X<Y,D项正确。
答案:D
7.以下现象与核外电子的跃迁有关的是( )
①霓虹灯发出有色光 ②棱镜分光 ③激光器产生激光
④石油蒸馏 ⑤凸透镜聚光 ⑥燃放的焰火、在夜空中呈现五彩缤纷的礼花 ⑦日光灯通电发光 ⑧冷却结晶
A.①③⑥⑦ B.②④⑤⑧
C.①③⑤⑥⑦ D.①②③⑤⑥⑦
解析:核外电子发生跃迁时会吸收或释放能量,主要体现为光(辐射),因此,许多可见光,如日光灯灯光、霓虹灯灯光、激光、焰火等均与电子跃迁有关。
答案:A
8.下列各组元素,按原子半径依次减小,元素第一电离能逐渐增大的顺序排列的是( )
A.K、Na、Li B.Al、Mg、Na
C.N、O、C D.Cl、S、P
解析:本题考查了元素第一电离能的递变规律,由同周期从左到右,元素的第一电离能逐渐增大及第ⅡA族和第ⅤA族元素存在特例可知,B选项中第一电离能从小到大的顺序应为Na<Al<Mg;D中,I1(Cl)>I1(S ),I1(P)>I1(S);同主族从上到下,原子半径逐渐增 大,第一电离能逐渐减小,故A项正确。
答案:A
9.当碳原子的核外电子排布图由 转变为 时,下列说法正确的是( )
A.碳原子由基态变为激发态
B.碳原子由激发态变为基态
C.激发态原子更稳定
D.碳原子要向外界环境释放能量
解析:由碳原子的核外电子排布图可知 基态碳原子的一个电子由2s轨道跃迁到2p轨道,碳原子由基态转变为激发态,这个过程需要吸收能量,激发态原子能量高,不稳定,所以A正确。
答案:A
10.下列说法正确的是( )
A.原子核外电子排布式为1s2的原子与原子核外电子排布式为1s22s2的原子化学性质相似
B.Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5
C.基态铜原子的最外层的电子排布图:
D.基态碳原子的最外层电子排布图:
解析:核外电子排布式为1s2的原子是He,核外电子排布式是1s22s2的为铍(Be),He是稀有气体元素,Be是金属元素,显然化学性质不相似,A项错;Fe的最外层的电子排布式为3d64s2,失去电子时先失最外层,再失次外层,失去2个电子变成Fe2+时最外层电子排布式为3s23p63d6,失去3个电子变成Fe3+时,最外层电子排布式为3s23p63d5,B项正确;基态铜原子的最外层的电子排布图 ,符合3d全充满时能量最低,即洪特规则特例,C项错;基态碳原子是2s比2p轨道能量低,先填满2s再填2p,即 ,不存在半充满能量低的问题,D项错。
答案:B
11.右表为元素周期表前四周期的一部分,下列是有关R、W、X 、Y、Z五种元素的叙述,其中正确的是( )
A.W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能
B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C.p能级未成对电子最 多的是Z元素
D.X元素是电负性最大的元素
解析:根据五种元素所处位置,X、W、Y、R、Z五种元素分别为F、P、S、Ar、Br。P元素的第一电离能比S元素的第一电离能要略大,A项错误;Z的阴离子比R原子多一个电子层,B项错误;W元素的p能级上有3个未成对的电子,C项错误;X是所有元素中非金属性最强的元素,D项正确。
答案:D
12.中学化学中很多“规律”都有其适用范围,下列根据有关“规律”推出的结论合理的是( )
A.根据同周期元素的第一电离能变化趋势,推出Al的第一电离能比Mg大
B.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系,推出卤族元素最高正价都是+7
C.根据同周期元素的电负性变化趋势,推出Ar的电负性比Cl大
D.根据较强酸可以制取较弱酸的规律,推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO
解析:Al的第一电离能比Mg小,A错误;卤族元素中F没有正价,B错误;Ar最外层已达8个电子稳定结构,电负性比Cl小很多,C错误;H2CO3的酸性强于HClO,所以CO2通入NaClO溶液中能生成HClO,离子方程式为CO2+ClO-+H2O HC+HClO,因此只有D项正确。
答案:D
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
13.(14分)(1)某质量数为32,核内有16个中子的原子,其电子排布式是 ,该原子中有 个未成对电子,这些未成对电子具有 (填“相同”或“不同”)的自旋状态。
(2)某元素的原子最外层电子排布式为3s23p2,它的次外层上电子云形状有 种,该原子中所有 电子占有 个轨道,核外共有 个电子。
(3)M电子层上有 个能级,有 个轨道,作为内层最多可容纳 个电子,作为最外层时最多可含有 个未成对电子。
(4)在元素周期表中,最外层只有1个未成对电子的主族元素原子处于第 族;最外层有2个未成对电子的主族元素原子处于第 族。
(5)A元素的最高正化合价是+4价,A原子次外层上有2个电子,A原子的电子排布式是 。
(6)B元素在气态氢化物中显-3价,气态氢化物极易溶于水,B原子的电子排布式是 。
(7)E原子核外占有9个轨道,且只有1个未成对电子,E离子结构示意图是 。
(8)F、G都是短周期元素,F2-与G3+的电子层结构相同,则F2-的电子排布式是 ,G元素的原子序数是 。
解析:(1)判断该元素为S元素。
(2)由最外层电子排布知其为Si元素,其次外层为L层,包括2s、2p两个能级。
(3)M层有3s、3p、3d三个能级,轨道数为1+3+ 5=9,作内层时最多容纳18个电子,作为最外层时,3p轨道上各有1个未成对电子时最多。
(4)最外层只有1个未成对电子的有第ⅠA、第ⅢA、第ⅦA族元素,最外层有2个未成对电子的有第ⅣA和第ⅥA族元素。
(5)A元素为C元素,电子排布式为1s22s22p2。
(6)B元素为N元素,电子排布式为1s22s22p3。
(7)E元素为Cl元素,其离子结构示意图为
(8)F元素为8号元素O,G为13号元素Al。
答案:(1)1s22s22p63s23p4 2 相同
(2)2 8 14
(3)3 9 18 3
(4)ⅠA、ⅢA、ⅦA ⅣA、ⅥA
(5)1s22s22p2
(6)1s22s22p3
(7)
(8)1s22s22p6 13
14.(14分)(1)以下列出的是一些原子的2p能级和 3d能级中电子排布的情况。试判断,违反了泡利原理的是 ,违反了洪特规则的是 。
(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2,则该元素基态原子的电子排布式为 ;其最高价氧化物对应水化物的化学式是 。
(3)用符号“>”“<”或“=”表示下列各项关系。
①第一电离能:Na Mg,Mg Ca。
②电负性:O F,F Cl。
③能量高低:ns (n+1)s,ns np。
④主族序数 价电子数 元素最高正化合价。
解析:(1)同一个原子轨道中不应有自旋状态相同的电子,②违反了泡利原理;对于基态原子,电子在能量相同的轨道上排布时,将尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同,③⑤违反了洪特规则。(2)3p能量小于3d,激发态为1s22s22p63s13p33d2,基态应为1s22s22p63s23p4。此原子核外电子数为16,其质子数也为16,该元素为硫元素,其最高价氧化物对应水化物的化学 式是H2SO4。(3)同周期中主族元素从左到右第一电离能有增大的趋势,电负性逐渐增大;同主族中自上而下电负性与第一电离能均逐渐减小。由构造原理可知,能量ns<(n+1)s,ns<np;主族元素的价电子数与主族序数、元素的最高正化合价数相等。
答案:(1)② ③⑤
(2)1s22s22p63s23p4 H2SO4
(3)①< > ②< > ③< < ④= =
15.(12分)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:
元素编号 元素性质或原子结构
T 单质能与水剧烈反应,所得溶液呈弱酸性
X L层p电子数比s电子数多2个
Y 第三周期元素的简单离子中半径最小
Z L层有三个未成对电子
(1)写出元素X的离子结构示意图 。
(2)写出Y元素最高价氧化物的水化物分别与HCl、NaOH溶液反应的离子方程式 、 。
(3)写出Z与Y的电子排布式 、 。
(4)元素T与氯元素相比,非金属性较强的是 (用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是 (填字母代号)。
A.气态氢化物的挥发性和稳定性
B.单质分子中的键能
C.两元素的电负性
D.含氧酸的酸性
E.氢化物中X—H键的键长(X代表T和Cl两种元素)
F.两单质在自然界中的存在形式
(5)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。T、X、Y、Z四种元素的单质中化学性质明显不同于其他三种单质的是 (填元素符号),理由是
。
解析:本题关键在于根据题目提供的元素性质或原子结构,判断出是什么元素;T为短周期元素,且单质能与水剧烈反应的有Na和F2,因所得溶液呈弱酸性,故T只能为F;X的电子排布式为1s22s22p4,故X为O;同周期元素,阳离子半径小于阴离子半径,当电子层排布相同时,质子数越多,微粒半径越小,根据以上规律,很容易得出Y为Al;Z的电子排布式为1s22s22p3,故Z为N。
答案:(1)
(2)Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O Al(OH)3+OH- Al+2H2O
(3)1s22s22p3 1s22s22p63s23p1
(4)F CE
(5)Al 具有金属性
16.(12分)假定元素周期表是有限的,根据已知的元素周期表的某些事实和理论可归纳出一些假说。
(1)已知元素周期表中的各周期可排元素种类如下:
周期 1 2 3 4 5 6 7
元素种类 2 8 8 18 18 32 32
人们预测元素周期表第八周期将来也会排满,那么该周期排满后的元素种数是 。
A.18 B.32
C.50 D.无法判断
(2)根据周期表中每个周期非金属元素的种数(把稀有气体元素 看作非金属元素),预测周期表中应该有 种非金属元素,还有 种未发现。未发现的非金属元素处于 周期第 族。
(3)小明同学所在的化学探究小组,在查阅相关资料后归纳出元素周期表的另一种画法——三角形元素周期表的一部分,图上标有第ⅦA族和碳、钾两种元素的位置。
回答下列问题:
①请在图中将过渡元素所在的位置涂黑。
②画出B元素价电子排布图 。
解析:(1)由已知可归纳出周期为一、二、三、四、五、六、七,元素种数2×12、2×22、2×32、2×42,据此预测第八周期元素种数为2×52=50(种)。
(2)据周期表可知非金属元素的种类:第一、二、三、四、五、六周期非金属元素种数分别为:2、6、5、4、3、2,则可类推第七、八周期非金属元素种数分别为:1、0。共计23种,第七周期未填满,有一种非金属元素未发现,将处在第ⅦA 族。
(3)①通过观察三角形元素周期表发现,每一横行代表一周期,每一纵行代表一族。过渡元素是指元素周期表中副族元素和第Ⅷ族元素,即最下面两行中的第3~12列。
②B元素为硫元素,价电子排布图为
答案:(1)C (2)23 一 七 ⅦA
(3)①如图所示。
②